DE19834213B4 - Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts - Google Patents

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    • F01L2201/00Electronic control systems; Apparatus or methods therefor

Abstract

Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts, das ein Stellglied (12) und einen Stellantrieb (11) hat mit
– einem ersten Elektromagneten, der eine erste Spule (113) hat,
– einem zweiten Elektromagneten, der eine zweite Spule (115) hat,
– einem Anker, dessen Ankerplatte (116) zwischen Anlageflächen (112a, 114a) des ersten und zweiten Elektromagneten beweglich ist
– mindestens einem Rückstellmittel (115a, 115b), das mit dem Anker mechanisch gekoppelt ist,
– wobei dem Stellantrieb (11) ein Regler (3) zugeordnet ist, dessen Regelgröße der Strom durch die jeweils zu bestromende Spule (113, 115) ist; mit folgenden Schritten:
– ein Nullwert (I_N) wird als Sollwert (I_SP1) des Stroms durch die erste Spule (113) vorgegeben, wenn die Ankerplatte (116) an der ersten Anlagefläche (112a) anliegt, oder als Sollwert (I_SP2) des Stroms durch die zweite Spule (115) vorgegeben, wenn die Ankerplatte (116) an der zweiten Anlagefläche (114a) anliegt,
– ein Fangwert...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts, das insbesondere zum Steuern einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
  • Ein bekanntes Stellgerät ( DE 195 266 83 A1 ) hat ein Stellglied, das als Gaswechselventil ausgebildet ist, und einen Stellantrieb. Der Stellantrieb weist zwei Elektromagnete auf, zwischen denen jeweils gegen die Kraft eines Rückstellmittels eine Ankerplatte durch Abschalten des Spulenstroms am haltenden Elektromagneten und Einschalten des Spulenstroms am fangenden Elektromagneten bewegt werden kann. Der Spulenstrom des jeweils fangenden Elektromagneten wird auf einen vorgegebenen Fangwert geregelt und zwar während einer vorgegebenen Zeitdauer, die so bemessen ist, daß die Ankerplatte innerhalb der Zeitdauer auf eine Anlagefläche am fangenden Elektromagneten trifft. Anschließend wird der Spulenstrom des fangenden Elektromagneten auf einen Haltewert geregelt.
  • In der Druckschrift DE 197 35 375 C1 ist ein weiteres bekanntes Gaswechselventil für Brennkraftmaschinen offenbart. Dabei wird zur Regelung der Bestromung des Magnetantriebs die Stellung des Ankers des Ventils von einem Piezoelement erfasst, dass die Kraft der Ventilfeder misst. Hieraus lässt sich dann die Geschwindigkeit des Ankers bestimmen.
  • Die Druckschrift DE 195 31 435 A1 offenbart einen elektromagnetischen Aktuator, der wenigstens einen Elektromagneten und einen von diesen gegen die Kraft wenigstens einer Rückstellfeder bewegbaren Anker aufweist. Dieser Anker betätigt ein Stellmittel für ein Aggregat, insbesondere an einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils an einer Kolbenbrennkraftmaschine. In dieser Druckschrift wird die Problematik der erforderlichen Zeitgenauigkeit der Steuerung des Aktuators gelöst.
  • Eine weitere Druckschrift DE 195 18 056 A1 offenbart eine Einrichtung zur Steuerung der Ankerbewegung einer elektromagnetischen Schaltanordnung mit einem Anker, mit mindestens einem auf den Anker einwirkenden Rückstellmittel und mit wenigstens einem elektrischen Haltemagneten, der eine Spule und ein Magnetjoch aufweist, dessen Polfläche dem Anker zugekehrt ist und dass mit wenigstens einem Messpolschenkel versehen ist, der wenigstens einem dem Anker zugeordneten Messpol aufweist.
  • In einer weiteren Druckschrift DE 196 40 659 A1 wird ein Verfahren zur Betätigung eines elektromagnetischen Aktuators mit Stellglied offenbart, der wenigstens einen Elektromagneten und einen mit dem Stellglied verbundenen Anker aufweist, der bei Stromzufuhr zum Eletromagneten gegen die Kraft einer Rückstellfeder in Richtung auf die Polfläche des Elektromagneten bewegbar und an dieser zur Anlage bringbar ist. Dabei wird die Stromzufuhr zum Elektromagneten so gesteuert, dass der zeitliche Verlauf der erzeugten Magnetkraft zumindest in der Endphase der Annäherung des Ankers an die Polfläche in etwa dem Verlauf der Federkennlinie entspricht, wobei die Magnetkraft jedoch größer ist als die Federkraft der Rückstellfeder.
  • Immer strengere gesetzliche Grenzwerte zur Schallabstrahlung des Kraftfahrzeugs und Anforderungen nach einer leise laufenden Brennkraftmaschine setzen für eine Serientauglichkeit des Stellgeräts zwingend voraus, daß die Schallerzeugung durch das Stellgerät gering ist. Außerdem ist für eine Serientauglichkeit eine lange Lebensdauer des Stellgeräts zu gewährleisten.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts zu schaffen, das die Schallerzeugung beim Auftreffen einer Ankerplatte auf einen Elektromagneten minimiert und gleichzeitig eine lange Lebensdauer des Stellgeräts gewährleistet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zum Bewegen der Ankerplatte von der ersten oder zweiten Anlagefläche hin zur zweiten oder ersten Anlagefläche mit der Vorgabe, daß die Auftreffgeschwindigkeit der Ankerplatte auf die zweite Anlagefläche nahe bei Null liegt, dem Feder-Masse-Schwinger genau die Energiemenge zugeführt werden muß, die durch elektrische und mechanische Verluste dem Feder-Masse-Schwinger entzogen wird. Der ersten oder zweiten Spule kann Energie sehr präzise zugeführt werden, wenn die Ankerplatte noch außerhalb des Nahbereichs der zweiten oder ersten Anlagefläche ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: eine Anordnung eines Stellgeräts in einer Brennkraftmaschine,
  • 2: ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern des Stellgeräts,
  • 3: ein weiteres Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungform des Verfahrens zum Steuern des Stellgeräts und
  • 4: Signalverläufe des Stroms durch die erste Spule, der Position X der Ankerplatte und einer zugeführten Energie W aufgetragen über die Zeit t.
  • Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein Stellgerät 1 (1) umfaßt einen Stellantrieb 11 und ein Stellglied 12, das beispielsweise als Gaswechselventil ausgebildet ist und einen Schaft 121 und einen Teller 122 hat. Der Stellantrieb 11 hat ein Gehäuse 111, in dem ein erster und ein zweiter Elektromagnet angeordnet sind. Der erste Elektromagnet hat einen ersten Kern 112, in den in einer ringförmigen Nut eine erste Spule 113 eingebettet ist. Der zweite Elektromagnet hat einen zweiten Kern 114, in den in einer weiteren ringförmigen Nut eine zweite Spule 115 eingebettet ist. Ein Anker ist vorgesehen, dessen Ankerplatte 116 in dem Gehäuse 111 beweglich zwischen einer ersten Anlagefläche 115a des ersten Elektromagneten und einer zweiten Anlagefläche 115b des zweiten Elektromagneten angeordnet ist. Der Anker umfaßt desweiteren einen Ankerschaft 117, der durch Ausnehmungen des ersten und zweiten Kerns 112, 114 geführt ist und der mit dem Schaft 121 des Stellglieds 12 mechanisch koppelbar ist. Ein erstes Rückstellmittel 118a und ein zweites Rückstellmittel 118b spannen die Ankerplatte 116 in eine vorgegebene Ruheposition N vor.
  • Das Stellgerät 1 ist mit einem Zylinderkopf 21 starr verbunden. Dem Zylinderkopf 21 ist ein Ansaugkanal 22 und ein Zylinder 23 mit einem Kolben 24 zugeordnet. Der Kolben 24 ist über eine Pleuelstange 25 mit einer Kurbelwelle 26 gekoppelt. Eine Steuereinrichtung 3 ist vorgesehen, die Signale von Sensoren erfaßt und Stellsignale erzeugt, in deren Abhängigkeit die erste und zweite Spule 113, 115 des Stellgeräts 1 von einem Leistungssteller 5a, 5b angesteuert werden.
  • Die Sensoren, die der Steuereinrichtung 3 zugeordnet sind, sind ausgebildet als ein erster Strommesser 4a, der einen Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 erfaßt, oder als ein zweiter Strommesser 4b, der einen Istwert I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115 erfaßt. Neben den erwähnten Sensoren können auch noch weitere Sensoren vorhanden sein.
  • Der Leistungssteller 5a hat einen ersten Transistor T1, dessen Gate-Anschluß mit einem Ausgang der Steuereinrichtung 3 elektrisch leitend verbunden ist. Der Leistungssteller 5a hat einen zweiten Transistor T2, dessen Gate-Anschluß elektrisch leitend mit einem weiteren Ausgang der Steuereinrichtung 3 elektrisch leitend verbunden ist. Ferner ist ein Widerstand R zwischen dem Source-Ausgang des zweiten Transistors T2 und dem Bezugspotential (Versorgungsspannung UV) angeordnet. Der Widerstand R dient als Meßwiderstand für den Strommesser 4a.
  • Der Aufbau des Leistungsstellers 5b ist der gleiche wie der des Leistungsstellers 5a. Die Bezugszeichen der elektrischen Bauelemente des Leistungsstellers 5b sind zur Unterscheidung jeweils mit einem „'" versehen. Der Leistungssteller 5a, 5b wird auch als „H-Brücke" bezeichnet.
  • Im folgenden wird exemplarisch die Funktionsweise des Leistungstellers 5a dargestellt. Liegt an dem Gate-Anschluß des ersten Transistors T1 ein hoher Spannungspegel an, so wird der erste Transistor T1 vom Drain bis zur Source leitend (T1 = ON). Liegt zusätzlich am zweiten Transistor T2 am Gate-Anschluß der hohe Spannungspegel an, so wird auch der zweite Transistor T2 leitend (T2 = ON). An der ersten Spule 113 fällt dann die Versorgungsspannung UV verringert um den Spannungsabfall den Widerstand R und an den Transistoren T1, T2 ab. Der Strom durch die Spule 113 steigt dann an.
  • Wird anschließend an den Gate-Anschluß des ersten Transistors T1 ein niedriger Spannungspegel vorgegeben, so sperrt der Transistor T1 (T1 = OFF) und die Diode D2 wird im Freilauf leitend. Die erste Spule 113 wird somit im Betriebszustand des Freilaufs betrieben. Der Spannungsabfall an der ersten Spule 113 ist dann gegeben durch die Durchlaßspannung der zweiten Diode D2, des zweiten Transistors T2 und den Span nungsabfall an dem Widerstand R (insgesamt beispielsweise 2 Volt). Der Strom durch die erste Spule 113 nimmt dann ab.
  • Werden sowohl die Spannungspegel an dem Gate-Anschluß des ersten als auch des zweiten Transistors T1, T2 von hoch auf niedrig geschaltet, so werden sowohl die erste Diode D1 als auch die zweite Diode D2 leitend und der Strom durch die erste Spule 113 wird sehr schnell verringert, es findet also eine Abkommutierung statt.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Stellgeräts 1, das in der Steuereinrichtung 3 in der Form eines Programms abgearbeitet wird. Dabei ist es unerheblich, ob das Programm in Form von festverdrahteter Logik realisiert ist oder in Form von Software realisiert ist und von einem Micro-Controller abgearbeitet wird.
  • In einem Schritt S1 wird das Programm gestartet. Dabei werden Daten aus einem nicht dargestellten Datenspeicher eingelesen, die Informationen darüber enthalten, ob die Ankerplatte an der ersten Anlagefläche 115a anliegt, d. h. in der Schließposition S ist, oder ob die Ankerplatte 116 an der zweiten Anlagefläche 115b anliegt, d. h. in der Offenposition O ist. Ist die Ankerplatte 116 in der Offenposition O, so wird in einem Schritt S2a ein erster vorgegebener Schwellenwert SW1 aus dem Datenspeicher eingelesen. Der erste Schwellenwert SW1 ist vorzugsweise vorab durch Versuche ermittelt worden und entspricht der Energiemenge, die dem Feder-Masses-Schwinger zugeführt werden muß, um die Energieverluste zu kompensieren, die beim Bewegen der Ankerplatte 116 von der Offenposition O in die Schließpostion S auftreten.
  • In einem Schritt S3 wird einem Sollwert I_SP2 des Stroms durch die zweite Spule 115 ein vorgegebener Nullwert I_N zugeordnet. Der Nullwert hat vorzugsweise den Wert null Ampere. Demnach wird im Schritt S3 der Strom durch die zweite Spule 115 vorzugsweise abgeschaltet. Ein zweiter Regler 32 in der Steuereinrichtung 3 regelt den Strom durch die zweite Spule 115 abhängig von dem Sollwert I_SP2 und dem Istwert I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115. Der zweite Regler 32 erzeugt Stellsignale für die Gate-Anschlüsse des ersten Transistors T1' und des zweiten Transistors T2', die die hohen oder niedrigen Spannungspegel sind. Der zweite Regler 32 ist als Zweipunkt-Regler ausgebildet, kann jedoch auch als ein beliebiger anderer dem Fachmann bekannter Regler ausgebildet sein.
  • In einem Schritt S4 wird ein vorgegebener Fangwert I_F einem Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 zugeordnet. In der Steuereinrichtung 3 ist erster Regler 31 vorgesehen, der den Strom durch die erste Spule 113 abhängig von dem Sollwert I_SP1 und dem Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 regelt. Der erste Regler 31 erzeugt Stellsignale für die Gate-seitigen Anschlüsse des ersten Transistors T1 und des zweiten Transistors T2 mit den Spannungspegeln „niedrig" oder „hoch". Der erste Regler 31 ist ebenfalls einfacherweise als ein Zweipunkt-Regler ausgebildet. Er kann jedoch auch als ein weiterer, dem Fachmann bekannter Regler ausgebildet sein.
  • In einem Schritt S6 wird die der ersten Spule 113 seit dem Start in dem Schritt S1 zugeführte elektrische Energie W ermittelt. Der elektrischen Energie W wird das Integral über das Produkt des Istwertes I_AV1 und des Spannungsabfalls U_A1 an der ersten Spule 113 zugeordnet. Der Spannungsabfall U_A1 an der ersten Spule wird beispielsweise ermittelt aus der Versorgungsspannung UV und den Spannungsabfällen an dem Wi derstand R, dem zweiten Transistor T2 und dem ersten Transistor T1.
  • In einem Schritt 7a wird geprüft, ob die der Spule 113 zugeführte elektrische Energie W größer ist als der erste Schwellenwert SW1. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung nach einer vorgegebenen Wartezeit in dem Schritt S6 fortgesetzt. Ist dies jedoch der Fall, d. h. eine erste vorgegebene Bedingung ist erfüllt, so wird in den Schritt S8 verzweigt. In dem Schritt S8 wird die erste Spule 113 in den Betriebszustand des Freilaufs gesteuert, d. h. an dem Gate-Anschluß des ersten Transistors T1 wird ein niedriger Spannungspegel angelegt und an dem Gate-Anschluß des zweiten Transistors T2 weiterhin ein hoher Spannungspegel.
  • In einem Schritt S9 wird die aktuelle Zeit t als Zeitpunkt t2 erfaßt. In einem Schritt S10 wird geprüft, ob der aktuelle Istwert I_AV2 des Stroms durch die erste Spule 113 kleiner ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert SW2 (z.B. 2 Ampere). Der zweite Schwellenwert SW2 ist vorab durch Messungen an einem Prüfstand oder durch eine Simulation ermittelt und ist ein Anzeichen für das Auftreffen der Ankerplatte 116 auf die Anlagefläche 115a, 115b des jeweils bestromten Elektromagneten. Ist die Bedingung des Schritts S10 (zweite Bedingung) erfüllt, so ist dies ein Anzeichen, daß die Ankerplatte 116 in der Schließposition S sein sollte, und das Programm wird im Schritt S11 gestoppt. Andernfalls wird nach einer vorgegebenen Wartezeit die Bedingung des Schrittes S10 erneut geprüft.
  • Wird im Schritt S1 erkannt, daß die Ankerplatte 116 in der Schließposition S ist, so wird ein nicht dargestellter Zweig des Programms abgearbeitet, der den Schritten S2a bis S11 entspricht, mit dem Unterschied, daß in dem Schritt S3 dem Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule der Nullwert I_N, in dem Schritt S4 dem Sollwert I_SP2 der Fangwert I_F zugeordnet wird, und den weiteren Unterschieden, daß in dem Schritt S6 das Integral des Produktes des Sollwertes I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115 und des Spannungsabfalls an der zweiten Spule 115 ermittelt wird und in dem Schritt S8 der Gate-Anschluß des ersten Transistors T1' auf einen niedrigen Pegel und der Gate-Anschluß des zweiten Transistors T2' auf einen hohen Pegel gesetzt wird.
  • Mit dem Stoppen des Programms in dem Schritt S11 ist vorzugsweise verbunden, daß der Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 auf einen Haltewert I_H gesetzt wird, wenn die Ankerplatte 116 in der Schließposition S ist, und der Sollwert I_SP2 des Stroms durch die zweite Spule 115 auf den Haltewert I_H gesetzt wird, wenn die Ankerplatte 116 in der Offenposition ist.
  • 3 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm einer weitere Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Stellgeräts 1, das in Form eines Programms abgearbeitet wird. In dem Schritt S1 wird das Programm gestartet und Daten werden aus dem Datenspeicher eingelesen, die Informationen enthalten über die aktuelle Position X der Ankerplatte 116. Falls die Ankerplatte 116 in der Schließposition S ist, wird in einem Schritt S2 eine erste Zeitdauer Δt1 aus dem Datenspeicher eingelesen. Die erste Zeitdauer Δt1 ist den Versuchen vorab ermittelt worden.
  • In einem Schritt S3a wird dem Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule der Nullwert I_N zugeordnet. Der erste Regler 31 der Steuereinrichtung 3 regelt dann den Strom durch die erste Spule 113 auf den Nullwert I_N. In einem Schritt S4a wird dem Sollwert I_SP2 des Stroms durch die zweite Spule der Fangwert I_F zugeordnet. Der zweite Regler 32 der Steuereinrichtung 3 regelt dann den Strom durch die zweite Spule 115 auf den Fangwert I_F.
  • In einem Schritt S5 wird die aktuelle Zeit t dem Zeitpunkt t1 zugeordnet. In einem Schritt S7 wird geprüft, ob die aktuelle Zeit t größer ist als die Summe des Zeitpunkts t1 und der ersten Zeitdauer Δt1. Ist dies nicht der Fall, so wird nach einer vorgegebenen Wartezeit die Bearbeitung in dem Schritt S7 fortgesetzt.
  • Ist die Bedingung des Schritts S7 jedoch erfüllt, wobei die erste Zeitdauer Δt1 so vorgegeben ist, daß nach Ablauf der ersten Zeitdauer Δt1 der zweiten Spule 115 genau die Energiemenge zugeführt worden ist, die zur Kompensation der Energieverluste bei der Bewegung der Ankerplatte von der Schließposition S in die Offenposition O zugeführt werden muß, so wird in einen Schritt S8 verzweigt.
  • In dem Schritt S8 wird die zweite Spule 115 in den Betriebszustand des Freilaufs gesteuert. In dem Betriebszustand des Freilaufs ist die zweite Spule 115 ideal kurzgeschlossen, wenn man die Verluste in den zweiten Transistor T2', dem Widerstand R' und zweiten Diode D2' vernachlässigt. Demnach wird an der zweiten Spule 115 keine elektrische Energie mehr zugeführt. Die in der Spule gespeicherte Energie wird dem Feder-Masse-Schwinger zugeführt.
  • In einem Schritt S10 wird geprüft, ob der aktuelle Istwert I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115 kleiner ist als der zweite Schwellenwert SW2. Ist die Bedingung des Schritts S10 (zweite Bedingung) erfüllt, so ist dies ein Anzeichen, daß die Ankerplatte 116 in der Offenposition O sein sollte, und das Programm wird im Schritt S11 gestoppt. Andernfalls wird nach einer vorgegebenen Wartezeit die Bedingung des Schrittes S10 erneut geprüft. Ist dies jedoch der Fall, so wird in einem Schritt S10a die Zeitdauer Δt1 und/oder der Fangwert I_F korrigiert, falls eine ermittelte Auftreffgeschwindigkeit der Ankerplatte 116 auf die zweite Anlagefläche 115b größer ist als ein vorgegebener Grenzwert.
  • Die Auftreffgeschwindigkeit kann durch Auswerten des Verlaufs des Istwertes I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule ermittelt werden oder auch, falls ein Positionssensor zum Erfassen der Position der Ankerplatte 116 vorgegeben ist aus dem Signalverlauf des Meßsignals des Positionssensors ermittelt werden. Dadurch wird erreicht, daß die Auftreffgeschwindigkeit der Ankerplatte 116 auf die zweite Anlagefläche 115b trotz alterungsbedingter Veränderungen des Stellgeräts 1 (z.B. Verschleiß) oder auch bei Fertigungsungenauigkeiten des Stellgeräts 1 gering ist.
  • In einem Schritt S12 wird dann das Programm gestoppt. Vorzugsweise wird dann der Sollwert I_SP2 des Stroms durch die zweite Spule 115 auf den Haltewert I_H gesetzt.
  • Ein dem Schritt S10a entsprechender Schritt kann auch in der Ausführungsform gemäß 2 vorgesehen sein, wobei dann der erste Schwellenwert SW1 und/oder der Fangwert I_F korrigiert werden, falls eine ermittelte Auftreffgeschwindigkeit der Ankerplatte 116 auf die erste Anlagefläche 115a größer ist als der Grenzwert.
  • In einer komfortableren Ausführungsform des Programmes (3) wird, falls die Bedingung des Schrittes S10 erfüllt ist, wird dann in einem Schritt S14 dem Sollwert I_SP2 des Stroms durch die zweite Spule 115 ein erhöhter Haltewert I_HE zugeordnet und zwar für eine vorgegebene zweite Zeitdauer. So kann auf einfache Art und Weise ein sicheres Fangen der Ankerplatte 116 durch den zweiten Elektromagneten sichergestellt werden und ein Abfallen der Ankerplatte 116 in die Ruheposition R verhindert werden.
  • Falls in dem Schritt S1a festgestellt wird, daß die Position der Ankerplatte 116 die Schließposition S ist, so wird ein nicht dargestellter Programmzweig bearbeitet, der den Schritten S2 bis S14 entspricht, mit dem Unterschied, daß in dem Schritt S3a dem Sollwert I_SP1 der Fangwert I_F zugeordnet wird, in dem Schritt S4a dem Sollwert I_SP2 der Nullwert I_N zugeordnet wird, daß in dem Schritt S8 die erste Spule 113 in dem Betriebszustand des Freilaufs gesteuert wird, daß in dem Schritt S10 geprüft wird, ob der Sollwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 kleiner ist als der zweite Schwellenwert SW2 und daß in dem Schritt S14 dem Sollwert I_SP1 der Strom durch die erste Spule der erhöhte Haltewert I_HE zugeordnet wird.
  • In 4 sind beispielhaft die Signalverläufe des Stroms I der Position X und der Energie W, die der ersten Spule 113 zugeführt wird, aufgetragen über die Zeit t, und zwar für die Ausführungsform gemäß 2.
  • Zu dem Zeitpunkt t1 wird der Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 auf den Fangwert I_F gesetzt. Bis zu einem Zeitpunkt t2 bleibt der Fangwert I_F der Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113. Zum Zeitpunkt t2 hat die der ersten Spule 113 zugeführte elektrische Energie W einen ersten Schwellenwert SW1 überschritten. Demnach wird dann für die zweite Zeitdauer Δt2 die erste Spule 113 in dem Betriebszustand des Freilaufs betrieben. Ab einem Zeitpunkt t3 wird dann für den Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 der Haltewert I_H vorgegeben.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie können beispielsweise auch andere dem Fachmann bekannte Größen, die die elektrische Energie W charakterisieren, die der ersten oder zweiten Spule 113, 115 zu geführt wird, ermittelt werden und dann als erste Bedingung mit einem vorgegebenen weiteren Schwellenwert verglichen werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts, das ein Stellglied (12) und einen Stellantrieb (11) hat mit – einem ersten Elektromagneten, der eine erste Spule (113) hat, – einem zweiten Elektromagneten, der eine zweite Spule (115) hat, – einem Anker, dessen Ankerplatte (116) zwischen Anlageflächen (112a, 114a) des ersten und zweiten Elektromagneten beweglich ist – mindestens einem Rückstellmittel (115a, 115b), das mit dem Anker mechanisch gekoppelt ist, – wobei dem Stellantrieb (11) ein Regler (3) zugeordnet ist, dessen Regelgröße der Strom durch die jeweils zu bestromende Spule (113, 115) ist; mit folgenden Schritten: – ein Nullwert (I_N) wird als Sollwert (I_SP1) des Stroms durch die erste Spule (113) vorgegeben, wenn die Ankerplatte (116) an der ersten Anlagefläche (112a) anliegt, oder als Sollwert (I_SP2) des Stroms durch die zweite Spule (115) vorgegeben, wenn die Ankerplatte (116) an der zweiten Anlagefläche (114a) anliegt, – ein Fangwert (I_F) wird als Sollwert (I_SP2, I_SP1) des Stroms durch die zweite bzw. erste Spule (115, 113) vorgegeben, bis eine vorgegebene erste Bedingung vor dem Anliegen der Ankerplatte (116) an der Anlagefläche (112a, 114a) des zweiten bzw. ersten Elektromagneten erfüllt ist, – dann wird die zweite bzw. erste Spule (115, 113) in einen Betriebszustand des Freilaufs gesteuert, bis eine zweite Bedingung erfüllt ist, deren Erfüllung ein Anzeichen für das Anliegen der Ankerplatte (116) an der Anlagefläche (114a, 112a) des zweiten bzw. ersten Elektromagneten ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bedingung erfüllt ist, wenn die elektrische Energie (W), die der zweiten bzw. ersten Spule (115, 113) während des Bestromens zugeführt wird, einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (SW1) überschreitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bedingung erfüllt ist, wenn die zweite bzw. erste Spule (115, 113) länger als eine vorgegebene erste Zeitdauer (Δt1) bestromt worden sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bedingung erfüllt ist; wenn der Strom durch die zweite bzw. erste Spule in dem Betriebszustand des Freilaufs einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert (SW2) unterschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patenansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangwert (I_F) korrigiert wird abhängig von einer ermittelten Geschwindigkeit der Ankerplatte (116) beim Auftreffen auf die Anlagefläche (112a, 114a).
  6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwellenwert (SW1) korrigiert wird abhängig von einer ermittelten Geschwindigkeit der Ankerplatte (116) beim Auftreffen auf die Anlagefläche (112a, 114a).
  7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene erste Zeitdauer korrigiert wird abhängig von einer ermittelten Geschwindigkeit der Ankerplatte (116) beim Auftreffen auf die Anlagefläche (112a, 114a).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollwert (I_SP1, I_SP2) des Stroms ein erhöhter Haltewert (I_HE) vorgegeben wird, wenn der Strom durch die zweite bzw. erste Spule in dem Betriebszustand des Freilaufs den vorgegebenen zweiten Schwellenwert (SW2) unterschreitet.
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